Genç Sistemde Su Buzu Keşfedildi
Başka yıldız sistemlerinin çevrelerinde donmuş su bulunuyor mu? Gökbilimciler Güneş sisteminde kısmen su buharı şeklinde de görülebilen suyun farklı sistemlerde de olabileceğini düşünüyor.
Araştırmacılar bu fikrin doğru olduğunun kanıtına ulaştı. James Webb Uzay Teleskobuyla 155 ışık yılı uzaktaki Güneş benzeri bir yıldızın yörüngesindeki bir kalıntı diskinde kristal su buzunun olduğu belirlendi. Alışık olduğumuzun aksine buz kavramı sadece suyla ilgili olmadığından, örneğin karbondioksit buzu veya kuru buz da olduğundan su buzu tanımlaması tercih edilmektedir. 2008 yılında Spitzer Uzay Teleskobuyla bu sistemde donmuş su olabileceğini gösteren veriler elde edilmişti.
Çalışmanın başyazarı Johns Hopkins Üniversitesinden Chen Xie: “Webb sadece su buzunu değil, Satürn’ün halkaları ve Güneş sistemimizin Kuiper Kuşağı’ndaki buzlu cisimlerde olmak üzere çeşitli yerlerdeki kristal su buzunu tespit etti” diyor.
Webb ile tespit edilen donmuş su, disk boyunca ince toz parçacıklarına karışmış durumda (minik “kirli kartopları” gibi) bulunuyor. Sonuçlar Nature dergisinde yayınlandı.
Gökbilimciler yıllardır bu kesin verileri bekliyordu. Baltimore Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsünden Christine Chen: “25 yıl önce yüksek lisans öğrencisiyken, danışmanım kalıntı disklerinde buz olması gerektiğini söylemişti. Ancak Webb göreve başlayana kadar bu denli hassas gözlem yapacak aletlerimiz yoktu” diyor. “En çarpıcı olan ise bu verilerin Kuiper Kuşağındaki cisimlerin gözlemleriyle benzerlik göstermesi.”
Su buzu, genç yıldızların çevresindeki disklerde hayati bir bileşendir. Dev gezegenlerin oluşumunu büyük ölçüde etkiler, kuyrukluyıldızlar ve asteroitler gibi küçük cisimlerce kayalık gezegenlere taşınabilir. Webb ile su buzunun tespiti bu süreçlerin nasıl işlediği hakkında önemli ipuçları sunabilir.
Kaya, Toz, Buz karmaşası
HD 181327 olarak kataloglanan yıldız, Güneş’e göre çok gençtir. Güneş’in 4,6 milyar yıllık yaşına kıyasla, 23 milyon yaşında olduğu tahmin edilmektedir. Yıldız, Güneş’ten biraz daha büyük kütlelidir ve daha sıcaktır, bu da etrafında biraz daha büyük bir sistemin oluşmasına yol açmıştır.
Webb’in gözlemleri yıldız ile kalıntı diski arasında önemli bir boşluk olduğunu doğruluyor — tozdan arınmış geniş bir alan. Disk, cüce gezegenlerin, kuyruklu yıldızların ve diğer buz ve kaya parçalarının bulunduğu (ve bazen birbirleriyle çarpıştıkları) Güneş Sistemimizin Kuiper Kuşağı’na benziyor. Milyarlarca yıl önce, Kuiper Kuşağımız muhtemelen bu yıldızın kalıntı diskine benziyordu.
Chen: ”HD 181327 çok aktif bir sistem” diyor. “Kalıntı diskinde düzenli, devam eden çarpışmalar yaşanıyor. Bu buzlu gövdeler çarpıştığında, Webb’in tespit edebileceği mükemmel boyuttaki tozlu su buzu parçacıkları serbest kalıyor.”
Donmuş Su — Hemen Hemen Her Yerde
Su buzu bu sistem boyunca eşit şekilde dağılmamıştır. Çoğunluğu en soğuk ve yıldızdan en uzak yerlerde bulunur. Xie, “Kalıntı diskinin dış kısmı %20’den fazla su buzundan oluşuyor” diyor.
Araştırmacılar yakından baktıkça buldukları su buzu miktarı azaldı. Kalıntı diskinin ortasına doğru, yaklaşık %8 oranında su buzu tespit edildi. Burada, donmuş su parçacıklarının yok edilmelerine oranla biraz daha hızlı üretilmesi muhtemeldir. Kalıntı diskinin yıldıza en yakın bölgesinde, Webb neredeyse hiç su buzu tespit etmedi. Yıldızın morötesi ışığının en yakın su buzu parçacıklarını buharlaştırması muhtemeldir. Ayrıca, gezegencikler olarak bilinen kayaların iç kısımlarının donmuş suyu “kilitlemiş” olması da mümkün, ancak Webb ile bu tespit edilemiyor.
Bu ekip ve çok daha fazla araştırmacı, Samanyolu gökadası boyunca kalıntı disklerinde ve aktif olarak oluşan gezegen sistemlerinde su buzunu aramaya ve incelemeye devam edecek. Xie: “Su buzunun varlığı gezegen oluşumunu kolaylaştırmaya yardımcı oluyor” diyor. “Buzlu malzemeler, bu tür sistemlerde birkaç yüz milyon yıl içinde oluşabilecek karasal gezegenlere de ‘ulaşabilir’.”
Araştırmacılar, HD 181327’yi, yalnızca uzaydan tespit edilebilen son derece sönük toz parçacıklarına karşı aşırı duyarlı olan Webb’in NIRSpec (Yakın Kırmızıöte Tayfölçeri) aletiyle gözlediler.
